Question

【题目】镉(Cd)是一种常见的有毒重金属，镉污染会造成植物叶绿素含量下降，生长不良。为探究镉对植物生长发育的影响，科研人员利用黑麦草进行实验，结果如下：

请回答：

(1)随着镉浓度的增加，活性氧含量增加，导致叶绿体中的___________膜受到破坏，进而造成叶绿素含量下降。

(2)镉导致叶绿素含量下降的另一个原因是根系对Mg2+的吸收能力下降，叶绿素合成减少。利用下列材料和试剂设计实验，验证镉会降低根系对Mg2+的吸收能力。请写出实验思路。(要求：不破坏植物组织)

材料和试剂：CdCl2、完全培养液黑麦草，其它所需的材料和设备。

(3)结合图中数据，分析镉降低根系对Mg2+吸收能力的机理：

①___________，导致细胞能量供应减少

②___________，导致运输Mg2+的载体减少。

Answer 1

【答案】类囊体 用镉含量不同的完全培养液培养黑麦草，一段时间后，测量并比较各组培养液中Mg2+的剩余量，从而判断根系对Mg2+的吸收能力 活性氧含量增加，引起线粒体膜损伤加剧，从而抑制了呼吸作用的进行（或“H+—ATP酶的活性降低，抑制了ATP的分解”）活性氧含量增加，引起细胞膜受损加剧

【解析】

据图分析，该实验的自变量的镉浓度，因变量是活性氧含量、H+-ATP酶活性；在实验浓度范围内，随着镉浓度的增加，活性氧含量逐渐增加，会导致生物膜损伤和破坏越来越严重；而H+-ATP酶活性越来越低，会导致ATP水解受阻，细胞供能不足。

（1）据图分析可知，随着镉浓度的增加，活性氧含量逐渐增加，会导致叶绿体的类囊体薄膜损伤和破坏，进而导致叶绿素含量降低。

（2）根据题意分析，该实验的目的是验证镉会降低根系对Mg2+的吸收能力，根据实验目的和设计的一般原则设计实验过程：用镉含量不同的完全培养液培养黑麦草，一段时间后，测量并比较各组培养液中Mg2+的剩余量，从而判断根系对Mg2+的吸收能力。

（3）①据图分析已知，随着镉浓度的增加，活性氧含量逐渐增加，引起线粒体膜损伤加剧，从而抑制了呼吸作用的进行，导致细胞能量供应减少，进而降低了根系对Mg2+吸收能力。（或“H+—ATP酶的活性降低，抑制了ATP的分解，导致细胞能量供应减少，进而降低了根系对Mg2+吸收能力。）

②据图分析已知，随着镉浓度的增加，活性氧含量逐渐增加，引起细胞膜受损加剧，导致运输Mg2+的载体减少，进而降低了根系对Mg2+吸收能力。